Каково изменение внутренней энергии газа если ему передано количество теплоты 300 дж а внешние силы

Рассмотрение физических явлений

Работа при сжатии газа

При сжатии газа при постоянном давлении, если его температура понизилась до определенного значения, необходимо совершить определенную работу. В данном случае, при отсутствии трения между стенками цилиндра и поршнем, работа будет зависеть от изменения объема газа и изменения его давления.

Работа, совершаемая газом

Идеальный газ, переходящий из одного состояния в другое, совершает работу при сжатии и расширении при постоянном давлении. Определение совершаемой газом работы основывается на первоначальной температуре и молярной массе газа.

Теплоемкость чайника

Определение теплоемкости чайника основано на скорости теплообмена с окружающей средой и времени остывания чайника с кипятком до определенной температуры.

Расчет превращения снега в пар

Процесс превращения снега в пар на горелке с определенной мощностью требует знание содержания льда в снеге и КПД горелки. Расчет количества воды в мокром снеге требует учета быстроты преобразования снега в пар.

Масса чайника

Для определения массы алюминиевого чайника, который долгое время стоял на огне, можно использовать данные о воде в нем и времени закипания воды после поллитрования и перевода к температуре.

Кинетическая энергия молекул гелия

При открытии крана и соединении двух сосудов, содержащих равное количество молекул гелия, можно определить среднюю кинетическую энергию молекул в обоих сосудах.

Энергия при кипении и обращении воды в пар

Определение количества поглощаемой теплоты в процессе кипения и обращения в пар воды основывается на его величине в определенных условиях.

КПД тепловой машины

Рассмотрение получения теплоты и работы при цикле тепловой машины позволяет определить коэффициент полезного действия данной машины.

Масса чайника

Способ определения массы медной кастрюли, наполненной водой и помещенной на огонь, базируется на данных о содержании воды, давлении и времени кипения.

Расход горячей воды

При вычислении расхода горячей воды Василием на прием душа на другом этаже учитывается различие температур горячей воды в разных квартирах и потребность воды для принятия душа.

Теплоизолированный котел

Теплоизолированный котел объемом разбит вертикальной перегородкой на две равные части. В одной половине пустота, а в другой – один моль одноатомного идеального газа под давлением. Перегородку вытягивают из котла вертикально.

Задание

  • Определите идеальный газ, уменьшая свою температуру с до .

  • На графике зависимости давления газа от объема изобразите изотермы.

Решение

Идеальный газ, имеющий давление и занимающий объем в некотором линейном процессе, совершает положительную работу и выделяет положительное количество теплоты, уменьшая свою температуру с до

Чайник с водой

Чайник с водой общей теплоемкостью долгое время стоял на балконе при температуре воздуха. Дмитрий К. захотел выпить чаю и поставил чайник на газовую плиту. Забыв об этом, Дмитрий ушел на пробежку. Чайник закипел, оповестив соседей свистком.

Вернувшись, Дмитрий зажег под чайником конфорку. Найдите скорость теплообмена чайника с окружающей средой.

Один моль одноатомного идеального газа

Один моль одноатомного идеального газа совершает процесс 1-2-3, график которого показан на рисунке, в координатах. Давление газа в процессе 1-2 увеличилось в 2 раза. Найдите количество теплоты, сообщенное газу.

Лед в сосуде

В сосуде лежит кусок льда с известной температурой. Какая доля льда растает, если сообщить ему количество теплоты?

Горизонтальный цилиндр

В вакууме закреплен горизонтальный цилиндр. В цилиндре находится гелий, запертый поршнем. Пуля попадает в поршень, застывая в нем. Температура гелия возрастает. Найдите количество вещества гелия в цилиндре.

Горизонтальный цилиндрический сосуд

В горизонтальном цилиндрическом сосуде, закрытом поршнем, находится одноатомный идеальный газ. Расстояние от дна сосуда до поршня, площадь поперечного сечения поршня, количество теплоты, поршнь сдвигается. Найдите силу трения на поршень.

Описание процесса 1-2 и утверждения

Один моль идеального одноатомного газа переходит из состояния 1 в состояние 2 (см. диаграмму). — внутренняя энергия газа, — объем газа.

Выберите все утверждения из приведенного списка, верно характеризующие процесс 1-2.

  1. Тепловая машина работает по замкнутому циклу.
  2. Температура холодильника составляет а, нагревателя – b.
  3. За цикл машина получает от нагревателя количество теплоты и отдает холодильнику теплоты.

Вопрос: Чему равен КПД тепловой машины?

Тепловая машина работала по циклу Карно. Машину изменили, заменив адиабатическое расширение на изохорное остывание. Температуру холодильника и нагревателя оставили прежней. Как в результате этого изменился КПД цикла и совершаемая за цикл работа?

Характер изменения

ВеличинаХарактер изменения
КПД циклаУменьшился
Совершаемая работаУменьшилась

График зависимости температуры

По результатам нагревания вещества массой построен график зависимости температуры этого вещества от подводимого количества теплоты. Первоначально вещество находилось в твёрдом состоянии.

Вопрос: Какова была масса вещества в твердом состоянии в тот момент, когда веществу сообщили энергии? Потерями энергии можно пренебречь.

Сосуд разделён на две равные по объёму части пористой неподвижной перегородкой. В начальный момент времени в левой части сосуда содержится 4 моль гелия, в правой — 20 г неона. Перегородка может пропускать молекулы гелия и является непроницаемой для молекул неона. Температура газов одинаковая и остаётся постоянной.

Утверждения после установления равновесия

Выберите все верные утверждения, описывающие состояние газов после установления равновесия в системе.

  • Температура газов в равновесии одинаковая.

Расшифровка задачи

Идеальная тепловая машина с КПД за цикл совершает работу. Какое количество теплоты отдается холодильнику за цикл?

Ответ: Дж

Задача с аргоном

Аргон в количестве изобарно сжимают, совершая работу. При этом температура аргона уменьшается в 4 раза. Затем газ адиабатически расширяется, при этом его температура изменяется до значения. Найдите работу газа при адиабатном расширении. Количество вещества в процессах остаётся неизменным.

Оценка эффективности теплового двигателя

В тепловом двигателе 2 моль гелия совершают цикл 1-2-3-4-1, показанный на графике в координатах, где — давление газа, — абсолютная температура. Температуры в точках 2 и 4 равны и превышают температуру в точке 1 в 2 раза. Определите КПД цикла.

Другой циклический процесс

моль одноатомного идеального газа совершают циклический процесс 1-2-3, состоящий из изохоры 1-2, изобары 3-1 и процесса 2-3 с линейной зависимостью давления от объема (см. рисунок), где и.

Вопрос о калориметре

В калориметр налито воды при температуре К, воде добавляют лёд при температуре. После установления теплового равновесия в калориметре остается только вода при температуре. Найдите массу добавленного льда.

Определение температуры

На рисунке изображена зависимость давления идеального одноатомного газа от занимаемого им объема. Определите температуру во второй точке, если количество теплоты, полученное газом от нагревателя за цикл, равняется. Количество вещества газа равно 4 моль.

Сжатие идеального газа

Какую работу необходимо выполнить для сжатия некоторого количества идеального одноатомного газа в разы, если внутренняя энергия газа меняется при этом так, как показано на рисунке?

Участок – это отрезок параболы с вершиной в начале координат. Исходное значение внутренней энергии газа равно.


КПД теплового двигателя

Идеальный одноатомный газ совершает в тепловом двигателе цикл, в котором давление газа изменяется с изменением его плотности как показано на рисунке, причем график процесса представляет собой участок гиперболы. Определите КПД цикла. Ответ приведите в процентах, округлив до одного знака после запятой.


Изменение объема гелия

Давление и объем гелия циклически изменяются в соответствии с -диаграммой, показанной на рисунке. Известно, что внутренняя энергия гелия в состоянии 2 в раза больше, чем внутренняя энергия гелия в состоянии 1. Определите отношение количества теплоты, отданного гелием на участке, к работе гелия на участке.


Цикл изохор и адиабат

Над идеальным газом проводится циклический процесс, состоящий из двух изохор и двух адиабат. Известно, что работа, совершаемая газом за цикл, в раза больше, чем количество теплоты, отдаваемое газом за цикл холодильнику. Найдите коэффициент полезного действия цикла.


Процесс изобар и адиабат

Над идеальным газом проводится циклический процесс, состоящий из двух изобар и двух адиабат. Известно, что изменение температуры газа при изобарном расширении на участке в раза больше, чем модуль изменения температуры при изобарном сжатии на участке. Найдите коэффициент полезного действия цикла.


Изменение внутренней энергии

Объем порции газообразного гелия увеличивается в раза, а его внутренняя энергия меняется так, как показано на рисунке, где участок – отрезок параболы с вершиной в начале координат. При этом газ совершает работу, равную. Определите по этим данным конечное значение внутренней энергии газа.


Максимальная температура газа

В длинной закрытой трубке между двумя поршнями массой каждый находится 1 моль идеального газа, масса которого намного меньше массы поршней. В остальном пространстве трубки – вакуум. В начальный момент правый поршень имеет скорость а левый – Найти максимальную температуру газа, если стенки трубки и поршни теплонепроницаемы. Температура газа в начальный момент равна. Внутренняя энергия одного моля газа. Трением пренебречь.


Температура льда

Кусок льда массой 1 кг при температуре 273 К передали 42 кДж теплоты. Чему стала равна температура льда?


Изменение внутренней энергии газа

С одноатомным идеальным газом проводят процесс, в котором внутренняя энергия газа пропорциональна квадрату объёма, который он занимает. Каково изменение внутренней энергии газа в таком процессе, если газу сообщили количество теплоты.

В вертикальном цилиндрическом сосуде под легким подвижным поршнем находится некоторое количество одноатомного идеального газа. В положении равновесия поршень удерживается в сосуде атмосферным давлением. При этом расстояние от поршня до дна сосуда равно Поддерживая температуру газа постоянной, сверху на поршень медленно насыпают песок массой Найдите количество теплоты которое необходимо сообщить газу, чтобы вернуть поршень в первоначальное положение. Трение поршня о стенки сосуда считайте пренебрежимо малым, ускорение свободного примите равным

Выберите страницу

В запаянной с одного конца трубке находится влажный воздух, отделенный от атмосферы столбиком ртути длиной Когда трубка лежит горизонтально, относительная влажность воздуха в ней равна Какой станет относительная влажность этого воздуха если трубку поставить вертикально, открытым концом вверх? Атмосферное давление равно мм рт. ст. Температуру считать постоянной.

На какую глубину в жидкость плотностью надо погрузить открытую трубку длиной чтобы, закрыв верхнее отверстие, вынуть столбик жидкости длиной Атмосферное давление

Посередине лежащего на боку заполненного газом запаянного цилиндрического сосуда длиной находится тонкий поршень массой и площадью Если сосуд поставить на основание, то поршень перемещается на расстояние Каково было начальное давление газа в сосуде? Трение между стенками сосуда и поршнем отсутствует. Процесс считать изотермическим.

Вертикально расположенный замкнутый цилиндрический сосуд разделен на две части подвижным поршнем. В обеих частях сосуда содержится один и тот же идеальный газ. Расстояние между поршнем и дном сосуда Сосуд переворачивают так, что дном становится его верхняя плоскость. В новом положении расстояние между дном сосуда и поршнем составляет Найти отношение массы газа, содержавшегося в той части сосуда, которая первоначально находилась вверху, к массе газа, содержавшегося в другой части сосуда. Высота сосуда Температуру считать постоянной, толщиной поршня пренебречь.

Влажный воздух находится в сосуде под поршнем при давлении и температуре Объем сосуда изотермически уменьшают в раза. В результате давление газа увеличилось в раза. Определите относительную влажность в начальный момент времени.

Воздух в комнате объемом имеет температуру и относительную влажность Сколько времени должен работать увлажнитель воздуха, распыляющий воду с производительностью , чтобы относительная влажность в комнате повысилась до Давление насыщенных паров воды при равно

В вертикально расположенном цилиндре находится кислород массой отделенный от атмосферы поршнем, который соединен с дном цилиндра пружиной жесткостью При температуре поршень располагается на расстоянии от дна цилиндра. До какой температуры надо нагреть кислород, чтобы поршень расположился на высоте от дна цилиндра?

В цилиндре под невесомым поршнем площадью находится 1 моль идеального газа при температуре К поршню через два блока на невесомой нерастяжимой нити подвешен груз массой . На какую высоту поднимется груз, если медленно охладить газ до температуры ? Трением пренебречь.

Вертикально расположенный цилиндр, закрытый с обеих сторон, разделен тяжелым теплонепроницаемым поршнем на две части; обе части сосуда содержат одинаковое количество воздуха. При одинаковой температуре воздуха в обеих частях давление в нижней части сосуда вдвое больше давления в верхней части. До какой температуры надо нагреть воздух в нижней части сосуда при неизменной температуре в верхней части сосуда, чтобы объемы верхней и нижней частей стали одинаковыми?

Два одинаковых сосуда наполнены кислородом при температуре и соединены между собой трубкой, объем которой мал по сравнению с объемом сосудов. Во сколько раз изменится давление кислорода в сосудах, если один из них нагреть до температуры а во втором поддерживать температуру прежней?

Два баллона соединены трубкой с краном. В первом находится газ под давлением во втором Объем первого баллона а второго Какое давление установится в баллонах, если открыть кран? Температура постоянна. Объемом трубки можно пренебречь.

В сосуде находится влажный воздух под давлением с относительной влажностью Температура воздуха Объем сосуда изотермически уменьшают в 3 раза. Найдите конечное давление влажного воздуха, если давление насыщенного пара при 80 градусах Цельсия

Углекислый газ находится в сосуде при температуре 300 К. При нагревании он разлагается в соответствии со следующим уравнением:

График зависимости процента распавшихся молекул от температуры изображен на рисунке. Найдите парциальное давление кислорода, если давление смеси газов при температуре 3000 К составляет 100 кПа.

Сосуд с газом, имеющий форму прямоугольного параллелепипеда с длиной двигают горизонтально с ускорением направленным вдоль длинной стороны. Найдите разность плотностей газа вблизи задней и передней стенок сосуда. Плотность газа в неподвижном сосуде его молярная масса температура Силой тяжести, действующей на молекулы газа, можно пренебречь.

В вертикальном цилиндре под поршнем находится один моль гелия при температуре Поршень связан с дном цилиндра пружиной, коэффициент упругости которой Расстояние от поршня до дна цилиндра До какой температуры нужно нагреть цилиндр с гелием, чтобы поршень поднялся на Универсальная газовая постоянная

На рисунке представлена -диаграмма циклического процесса, совершаемого над идеальным газом. На участках и температура газа постоянна. Определите объем этого газа в состоянии 3, если известно, что и

Плотность влажного воздуха при температуре и и давлении равна Чему равна плотность водяного пара при этой температуре? Универсальная газовая постоянная молярная масса сухого воздуха , молярная масса воды . Ответ приведите в округлив до одного знака после запятой.

В закрытом сосуде при температуре находится воздух, относительная влажность которого Сосуд охлаждают до температуры При этом часть паров конденсируется и образуется вода массой Определите объем сосуда, если давление насыщенных паров при начальной температуре равно а при конечной — Молярная масса воды равна

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *